El sistema de navegación utilizado por los roedores es similar al utilizado por los isleños del Pacífico para encontrar su camino a través del océano abierto sin una brújula, según descubrió un equipo de neurocientíficos.
Sus hallazgos, que aparecen en el último número de la revista neurona corrija un error común: los sistemas de navegación de los mamíferos funcionan como un sistema de posicionamiento global GPS, que se basa en un sentido de dirección similar a una brújula.
"Estos hallazgos ofrecen evidencia nueva y convincente de cómo nuestro sentido de dirección organizado internamente se registra en el mundo externo para que podamos navegar de manera efectiva", observa André Fenton, profesor en el Centro de Ciencias Neurales de la Universidad de Nueva York y autor principal del artículo"Notablemente, cómo nos orientamos en el espacio no es similar a un GPS; más bien, nuestro sentido de la dirección es fundamentalmente subjetivo, organizado internamente y se registra de forma intermitente a puntos de referencia externos".
Si bien muchos han postulado que los humanos navegan usando un sistema similar a un GPS en sus cerebros, uno que se basa en un sentido de dirección similar a una brújula, las complejidades de este proceso no están claras.
Sin embargo, se ha establecido que el sistema de navegación de los mamíferos se centra en el hipocampo y las cortezas entorrinales, partes del cerebro cruciales para comprender el espacio y la memoria.
Específicamente, John O'Keefe, May-Britt Moser y Edvard Moser compartieron el Premio Nobel 2014 en Fisiología o Medicina por su descubrimiento de células que señalan la ubicación y la distancia movidas, las últimas de las cuales son cruciales para orientarse en el espacioSu trabajo se complementó con un hallazgo de James Ranck, profesor del Centro Médico SUNY Downstate y uno de los neurona coautores del artículo, que descubrieron neuronas que indican la dirección.
Para comprender mejor cómo encajan estas piezas neuronales para navegar tanto en el espacio estacionario como en el giratorio, Fenton, Ranck y sus colegas realizaron una serie de experimentos con ratas.
En él, crearon una estructura en forma de carrusel que tenía partes estacionarias y móviles. Las ratas fueron entrenadas en una tarea de navegación que requería que supieran dónde estaban tanto en el marco móvil como en el estacionario. Durante estas tareas, los científicosmonitoreó la actividad neurológica de las ratas, enfocándose en las células de dirección de la cabeza, que son el componente más fundamental del sistema de navegación.
Sin embargo, los resultados experimentales ofrecieron información limitada.
"Los datos eran extremadamente claros e inicialmente totalmente incomprensibles", dice Fenton. "A pesar de la excelente navegación, las celdas de dirección de la cabeza dejaron de señalar la dirección en cualquiera de los marcos espaciales fijos o giratorios".
El hallazgo no fue infrecuente. Durante años, los científicos han luchado para determinar por qué las ratas de laboratorio podían navegar con éxito cuando la actividad en las células en dirección a la cabeza era bastante restringida, lo que plantea preguntas sobre cómo se produce este proceso en el cerebro.
Fenton luego recordó los principios de navegación etak que aprendió de un libro, Nosotros, los navegadores: el antiguo arte de la búsqueda de tierras en el Pacífico, escrito por el médico neozelandés David Lewis, y que Ranck le había dado a Fenton a principios de la década de 1990.
Del trabajo, Fenton aprendió que los isleños del Pacífico practican la navegación etak sin brújula, ya que se mueven precisamente entre islas que son tan pequeñas y tan separadas que casi no se ven durante el viaje, lo que hace que los pequeños errores de navegación sean mortales.
"La navegación Etak es a la vez muy efectiva y subjetivamente conceptualizada", explica Fenton. "El navegador utiliza el conocimiento de las ubicaciones estables de las estrellas en el cielo y un hito distante visible o imaginado como una isla".
"A pesar de saberlo mejor, la navegante se imagina a sí misma inmóvil y la tierra moviéndose debajo de su bote mientras viaja. Para navegar, la navegante se orienta para alinearse, el hito etak y una estrella. Luego viaja para que la tierra-el punto de referencia etak adjunto se mueve hasta que sea co-lineal con el navegador y la siguiente estrella de orientación. El navegador avanza hacia el destino en una serie de tales etapas etak ".
Rediseñando la navegación en el marco etak, los investigadores midieron la sintonización direccional de cada neurona de dirección de la cabeza en relación con la actividad de otra célula de dirección de la cabeza en las ratas. Descubrieron que las células de la dirección de la cabeza señalan la dirección por su actividad enuna manera que sea internamente consistente, sin importar si el entorno es estable o giratorio.
Además, este sentido de dirección interna registra de manera intermitente, cada 10 segundos más o menos, en puntos de referencia distintos en un espacio en particular. Entre los registros, la rata navegante, como el navegador etak, realiza un seguimiento de dónde está.
"Estos nuevos hallazgos se alinean con la sensación de la mayoría de las personas de que pueden desorientarse y reorientarse intermitentemente, especialmente en espacios desconocidos", señala Fenton.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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